Question

5．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.20m的正方形金屬線框放在光滑、絕緣的水平面上，線框的總電阻為R=1.0Ω．有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向堅(jiān)直向下，磁感強(qiáng)度大小為B=0.50T，線框的右邊與磁場(chǎng)邊界平行．現(xiàn)用一水平外力將線框以v=10m/s的速度勻速拉出磁場(chǎng)區(qū)域．求：
（1）線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中受到的安培力的大��；
（2）將線框完全拉出磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

分析 （1）線框離開磁場(chǎng)由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)F=BIL計(jì)算安培力的大�。�
（2）由歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后由焦耳定律可以求出產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）因線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLV
線框中的感應(yīng)電流為：$I=\frac{E}{R}=\frac{BLν}{R}$
線框受到磁場(chǎng)安培力為：$F=BIL=\frac{{{B^2}{L^2}ν}}{R}=0.1N$
（2）將線框完全拉出磁場(chǎng)域所需要的時(shí)產(chǎn)為：$t=\frac{L}{v}$
根據(jù)焦耳定律得：Q=I²Rt=$\frac{{B}^{2}{L}^{3}v}{R}$=2×10^-2J
答：（1）線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中受到的安培力的大小為0.1N．
（2）線框完全拉出磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為2×10^-2J．

點(diǎn)評(píng) 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路中產(chǎn)生的熱量等于外力克服安培力所做的功；在解題時(shí)要注意歐姆定律的綜合題目，要熟練掌握各規(guī)律的應(yīng)用．